(57)【要約】【課題】撮影光学系の焦点距離が長くなってもＡＦ精度が落ちないようにすると共に、ＡＦスピードを上げることが可能にする。【解決手段】撮像素子上に像を結像するズーム機能を有する撮影光学系２１の光軸上に配置されるビームスプリッタ１と、該ビームスプリッタから所定の基線長だけ離れた位置に回転可能に配置される参照ミラー１０と、前記ビームスプリッタからの光束による像と前記参照ミラーからの光束による像を重ねるように前記参照ミラーを回転させる距離入力操作部材１１とを有する二重像合致式距離計において、前記ビームスプリッタを前記撮影光学系の被写体側に位置させ、前記距離入力操作部材の距離入力量が示す距離を距離信号に変換してデジタルカメラに対して出力する距離信号出力手段を設けている。【選択図】図１
2007114643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子上に像を結像するズーム機能を有する撮影光学系の光軸上に配置されるビームスプリッタと、該ビームスプリッタから所定の基線長だけ離れた位置に回転可能に配置される参照ミラーと、前記ビームスプリッタからの光束による像と前記参照ミラーからの光束による像を重ねるように前記参照ミラーを回転させる距離入力操作部材とを有する二重像合致式距離計において、前記ビームスプリッタを前記撮影光学系の被写体側に位置させ、前記距離入力操作部材の距離入力量が示す距離を距離信号に変換してデジタルカメラに対して出力する距離信号出力手段を設けたことを特徴とする二重像合致式距離計。
【請求項２】
前記ビームスプリッタを前記撮影光学系の光軸上から退避させる退避機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の二重像合致式距離計。
【請求項３】
前記撮像素子上の像の情報により像のコントラストが高くなるようにしてピント位置を求めるオートフォーカス方式のデジタルカメラであって、請求項１または２に記載の二重像合致式距離計が取り付け可能となっており、前記距離信号出力手段からの距離信号に基づいてコントラストのピークを求める領域を定めるようにしたことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラに使用するのに好適な二重像合致式距離計及びデジタルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銀塩カメラからデジタルカメラに移行するに当たり、大きく変化したのは画像サイズの小型化、換言すると使用レンズの短焦点距離化である。
【０００３】
このことによって、被写界深度は深くなり、オートフォーカス（以下ＡＦという）はラフで良いという変化が起こった。
【０００４】
反面、画像からのピント位置探しは難しくなったといえる。
【０００５】
しかし、デジタルカメラの進歩によって、高画素化、高倍率のズームレンズ組み込み等が行われ、楽になったはずのＡＦは、従来の銀塩カメラ以上の精度が要求されるようになって来た。求められる精度とＡＦスピードアップという相反する要求が発生し、写したい被写体のゾーン入力選択といった方法も採用されている。
【０００６】
銀塩カメラの時代よりピント合わせを行う代表的方法は、（マット面での）結像した像のコントラストのピークを求める方法と、基線長だけ離れた画像を光学的に合成する２重像合致方式である。
【０００７】
二重像合致式の距離計は、適当な基線長、あるいは接眼倍率を選択することで、比較的簡単に被写体までの距離を求めることができ、特に焦点距離の短い撮影レンズと組み合わせて使用すると有効であった。
【０００８】
現在まで作り続けられている二重像合致式距離計内蔵のレンジファインダカメラは、ライカに習い、上下像合致式としても使用できる、参照像がマスク面に実像を結ぶ非常に複雑な方式がとられている。二重像合致式距離計は、精度はともかくとすれば、構造は非常に簡単で、平行なミラーとビームスプリッタがあれば、極端な話、後ろの光学系は撮影者の目であってもよく、さまざまのファインダのバリエーションが考えられている。
【０００９】
レンジファインダカメラの華やかなりし頃のカメラの中には、たとえばキヤノンIVＳｂやキヤノンVIＬのように、ほぼ平行な二つのミラーで構成する測距光学系の後方に、変倍光学系を配置して分解能を高め、長焦点距離の撮影レンズに対応できるようにした変倍式レンジファインダを組み込んだものも存在した。
【００１０】
マニュアルで良好なピント調節ができるようにデジタルカメラに二重像合致式のレンジファインダを組み合わせたものとして、特開２００３−２９５２６０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。これは、撮影光学系のピント調節と距離計との連動誤差を補正するものである。
【特許文献１】特開２００３−２９５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
デジタルカメラにおいては、結像する画像が小さく、被写界深度も深いことから、ピントの合う範囲が広く、正確なピント合わせの確認をカメラ付設の液晶モニター等で確認することが難しい。したがって、マニュアルでピント合わせする機能は、大型の撮像素子を搭載する高級カメラを除くと、一般的とはなっていない。そこで、ピント合わせは、ＡＦ方式で行うのが一般的となっている。そして、デジタルカメラ発展の初期段階では、組み込まれるレンズは焦点距離の短いものが多く、被写界深度が深いこともあり、比較的短い時間でＡＦを行うことができた。
【００１２】
しかし、時代とともに高倍率のズームレンズが組み込まれるようになり、また、大きな紙にプリントアウトできるように高精度であることも求められ、ＡＦに必要な時間が、幾何学級数的に増加しはじめている。
【００１３】
ＡＦの進歩ゆえに、ＴＴＬでありながらピント合わせの確認が難しいので、撮影者が撮影者の意思で被写体までの距離を決定せず、ひたすらＡＦでピントが合うまでシャッターレリーズを待ち、時にはシャッターチャンスを逃してしまう結果となっていた。
【００１４】
前述したように特許文献１に二重像合致式距離計をデジタルカメラに取り付けたものが開示されているであるが、これは、デジタルカメラの持つ撮影倍率の高さを生かし、二重像合致式距離計のメリットを生かしたものとはいいがたい。
【００１５】
（本発明の目的）
本発明の目的は、撮影光学系の焦点距離が長くなってもＡＦ精度が落ちないようにすると共に、ＡＦスピードを上げることを可能にする二重像合致式距離計及びデジタルカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、撮像素子上に像を結像するズーム機能を有する撮影光学系の光軸上に配置されるビームスプリッタと、該ビームスプリッタから所定の基線長だけ離れた位置に回転可能に配置される参照ミラーと、前記ビームスプリッタからの光束による像と前記参照ミラーからの光束による像を重ねるように前記参照ミラーを回転させる距離入力操作部材とを有する二重像合致式距離計において、前記ビームスプリッタを前記撮影光学系の被写体側に位置させ、前記距離入力操作部材の距離入力量が示す距離を距離信号に変換してデジタルカメラに対して出力する距離信号出力手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明は、前記撮像素子上の像の情報により像のコントラストが高くなるようにしてピント位置を求めるオートフォーカス方式のデジタルカメラであって、請求項１または２に記載の二重像合致式距離計が取り付け可能となっており、前記距離信号出力手段からの距離信号に基づいてコントラストのピークを求める領域を定めるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮影光学系の焦点距離が長くなってもＡＦ精度が落ちないようにすると共に、ＡＦスピードを上げることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例に記載の通りである。
【実施例】
【００２０】
図１は本発明の一実施例である距離計ユニットを有するデジタルカメラを示す斜視図、図２は距離計ユニットの正面図、図３は距離計ユニットの上面図である。
【００２１】
まず、距離計ユニットから説明する。図１において、１はビームスプリッタで、使用位置では撮影レンズより被写体側の撮影レンズ光軸上に配置されるものである。撮影者が目で液晶モニターを確認しながら使用する場合は、なるべく無色に近いものがよい。補助的に、カメラの中で位相差測距を行おうとする場合は、ダイクロイックミラーとし、たとえば青と赤の撮像素子に基線長だけずれた画像が映るようにしてもよい。この場合、液晶モニターを目で確認しようとすると、ピントの合うときだけ、液晶モニター上の画像が、自然の色に近くなるということになる。
【００２２】
２は光学地板で、ビームスプリッタ１を撮影レンズ光軸上に配置し、回転軸２ａで鏡筒地板３のユニット回転軸３ａを中心に回転可能となっている。図２、図３に示すように、光学地板２には、駆動ギア２ｂが設けてあり、連結ギア４、連結ギア５、連結ギア６を介しモータ７につながっている。撮影の瞬間、あるいは測距に距離計ユニットを使用しないとき、モータ７の回転で、光学地板２とビームスプリッタ１を撮影レンズ光軸上から退避させる。
【００２３】
図１に戻り、光学地板２には参照ミラー回転軸２ｃがあり、参照ミラー台８を回転可能に保持している。参照ミラー台８には回転方向と軸方向に付勢する参照ミラー台バネ９がかけられており、参照ミラー台８を上方向と時計回り方向に付勢している。参照ミラー台８には参照ミラー１０が設けられ、ビームスプリッタ１と平行な位置を中心に回転可能となっている。参照ミラー台８は距離伝達レバー部８ａを有し、距離入力操作部材１１に設けられた距離カム１１ａ（図３）の変位が距離ピン１２を介して伝達される。これによって、参照ミラー１０の回転量が決められる。参照ミラー１０はビームスプリッタ１から所定の基線長だけ離れた位置に配置される。
【００２４】
図３において、１３は遮光マスクで、参照窓１３ａ以外から参照ミラー１０、ビームスプリッタ１を通って余分な光が入らないように遮光している。
【００２５】
図３に示されるように距離入力操作部材１１にはエンコーダ１４が接続され、距離入力操作部材１１の変位量が電気信号に変換され、ケーブル１５を介してデジタルカメラに伝達される。
【００２６】
距離入力操作部材１１には作動用ボタン１６が設けられており、この作動用ボタン１６が押されると、作動スイッチ１７（図３）が切り換えられ、モータ７に通電が行われ、光学地板２とビームスプリッタ１を使用位置に移動させる。
【００２７】
作動用ボタン１６を離すか、図示しないデジタルカメラのレリーズスイッチが押されると、撮影が始まる前に、モータ７に逆方向の通電が行われ、光学地板２とビームスプリッタ１を退避位置に移動させる。１８は押さえ地板で、モータ７や、連結ギア４，５，６等の保持を行っている。
【００２８】
図１〜３において、１９はデジタルカメラ、２０は撮像素子に結像する画像を表示する液晶モニター、２１は光学的ズーム機能を有する撮影レンズである。なお、デジタルカメラ１９は、図示していないが、光学ファインダを有する。
【００２９】
ビームスプリッタ１で分離された光束によるファインダ像と、参照ミラー１０による参照像とが、光学ファインダに二重になって表示される。そして、距離入力操作部材１１を操作することによって参照ミラー１０の変位量（微小回転角）を変えると、光学ファインダでの参照像の位置が移動する。参照像がファインダ像に重なったときの距離入力操作部材１１の位置が被写体の距離を示す。この位置がエンコーダ１４により電気信号に変換され、デジタルカメラ１９に伝達される。
【００３０】
デジタルカメラ１９は、伝達された距離付近（あるいはゾーン）の短い領域でコントラストのピークを求め、ピント位置とする。
【００３１】
通常のデジタルカメラは、撮影レリーズに先立ち、それぞれのズーム位置に応じた撮影範囲を定め、撮影レンズの中のフォーカス位置をスキャンしながら、撮影範囲の撮像素子から画像情報を取り込み、画像の中のコントラストの最も高くなるフォーカス位置をピント位置と認識してＡＦ撮影を行っている。
【００３２】
したがって、高倍率のズーム機能を有する場合のテレ側の撮影では、ピント合わせのために長い時間を必要とした。
【００３３】
本実施例では、距離計ユニットを撮影者が使用するとき、作動用ボタン１６を押し、作動スイッチ１７が入れられると、距離入力操作部材１１に接続したエンコーダ１４の情報を基に、その情報が示す距離付近の短い領域をスキャンし、かつ小さなコントラストの山でも被写体と判定して、ＡＦに必要な時間を短縮している。
【００３４】
また、ＡＦではピントの合いにくい、暗い、コントラストの低い被写体でも、距離入力操作部材１１で入力することで、強制的にその距離近傍にピントを合わすことができ、置きピンやフォーカスロックといった手法が、手軽に使用できるようになる。
【００３５】
本実施例の距離計ユニットが、写したい距離の入力手段で、ピント位置の決定手段でないのは、撮像素子のピッチの微細化等で、デジタルカメラとして必要とされるピント精度が異常に高く、鏡筒内の部分的な温度の変化等の要素で刻々と変化するなど、一般的に機械的に管理できる限界を超えているからである。それに対応するためには、撮像素子上の画像情報から直前にピント情報を得ることが必要となる。
【００３６】
また、写したい被写体距離の大まかな情報を必要とするのは、高精度にピント位置を探すには、探索範囲を限定し、短時間に、コントラストの小さなピークでも、ピークとして正確に見つけ出すためである。
【００３７】
本実施例は、撮像素子上の像の情報により像のコントラストが高くなるようにしてピント位置を求めるオートフォーカスデジタルカメラに使用するものである。そして、ピントの確認の難しい短焦点領域を含む被写体距離入力手段として、適切な基線長と接眼倍率に設定した２重像合致式距離計を使用している。また、そのビームスプリッタをデジタルカメラの撮影レンズの前に配置することで被写体までの距離を簡略な手法でデジタルカメラに入力できるようにしている。
【００３８】
また、ズーム機能を有する撮影レンズの光軸上にビームスプリッタを、このビームスプリッタから所定の基線長だけ離れた位置に、ビームスプリッタとほぼ平行で、距離入力操作部材の操作により微小角度回転する参照ミラーを、それぞれ設けている。このようなズーム対応距離計をレイアウトすることで、撮影レンズのズームに合わせ、モニターする画像も変倍し、像の拡大倍率が上がるようになる。こうすることで、ズームにより長焦点を選ぶと、距離計の精度もそれに合わせて向上するようになり、ズームの倍率に影響されにくいシステムとなっている。こうして、撮影者が距離入力操作部材の操作を行い、写したい距離を選択すると、微小角度回転する参照ミラーの微小回転を検知するエンコーダに出力が発生し、デジタルカメラの中の制御回路にエンコーダの出力に応じた撮影レンズの測距範囲の情報が伝達される。
【００３９】
本実施例のビームスプリッタは撮影レンズの光軸上に配置されている。したがって、撮影の瞬間には光路上から退避させる必要がある。本実施例では距離計ユニットにモータを組み込み、電動で退避させている。
【００４０】
本実施例のデジタルカメラでは、従来と同じＡＦでの手軽な撮影も、特に焦点距離の短いスナップ撮影を行うときは必要である。したがって、この場合も、同様の手段で、距離計ユニットを退避させることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例である距離計ユニットを有するデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】同じく距離計ユニットの正面図である。
【図３】同じく距離計ユニットの上面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      ビームスプリッタ
２      光学地板
２ａ    回転軸
２ｂ    駆動ギア
２ｃ    参照ミラー回転軸
３      鏡筒地板
３ａ    ユニット回転軸
４      連結ギア
５      連結ギア
６      連結ギア
７      モータ
８      参照ミラー台
８ａ    距離伝達レバー部
９      参照ミラー台バネ
１０    参照ミラー
１１    距離入力操作部材
１１ａ  距離カム
１２    距離ピン
１３    遮光マスク
１３ａ  参照窓
１４    エンコーダ
１５    ケーブル
１６    作動用ボタン
１７    作動スイッチ
１８    押さえ地板
１９    デジタルカメラ
２０    液晶モニター
２１    撮影レンズ
【図１】
2007114643.tif 000003
【図２】
2007114643.tif 000004
【図３】
2007114643.tif 000005